Influence of Sex Hormones on the ABCG2 Transport Protein in Caco-2 Cells

A. A. Slepnev; Слепнев А. А.; Yu. V. Abalenikhina; Абаленихина Ю. В.; N. M. Popova; Попова Н. М.; A. V. Shchulkin; Щулькин А. В.; E. N. Yakusheva; Якушева Е. Н.

doi:10.31857/S0233475523050109

Влияние половых гормонов на белок транспортер ABCG2 в клетках линии Caco-2

Авторы: Слепнев А.А.¹, Абаленихина Ю.В.¹, Попова Н.М.¹, Щулькин А.В.¹, Якушева Е.Н.¹
Учреждения:
1. Рязанский государственный медицинский университет имени академика И.П. Павлова Минздрава России
Выпуск: Том 40, № 5 (2023)
Страницы: 370-378
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0233-4755/article/view/135043
DOI: https://doi.org/10.31857/S0233475523050109
EDN: https://elibrary.ru/NXXQGR
ID: 135043

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

АBCG2-белок (BCRP, белок резистентности рака молочной железы) – эффлюксный трансмембранный белок, принимающий участие в транспорте эндо- и экзогенных веществ, а также развитии резистентности опухолей к химиотерапии. В рамках настоящей работы оценивалось влияние половых гормонов прогестерона, эстрадиола и тестостерона на относительное количество ABCG2 в клетках линии Caco-2, а также роль орфанных рецепторов (фарназоид Х рецептора (FXR), конститутивного андростанового рецептора (CAR), прегнан Х рецептора (PXR), печеночного X рецептора подтипа альфа (LXRa)) в данном процессе. Количество ABCG2 оценивали методом вестерн-блот. Гормоны использовали в концентрациях 1, 10 и 100 мкМ и длительностью экспозиции 24 ч. Все гормоны во всех концентрациях вызывали повышение количества ABCG2. Ингибирование PXR и FXR препятствовало повышению уровня ABCG2 под действием прогестерона. Подавление CAR и PXR частично уменьшало экспрессию ABCG2, вызванную эстрадиолом по сравнению с изолированным воздействием эстрогена, но все равно уровень транспортера превышал показатели контроля. Ингибирование PXR и FXR снижало индуцирующее действие тестостерона, тем не менее уровень транспортера превышал показатели контроля. Таким образом, в ходе исследования было показано, что все половые гормоны во всех концентрациях повышали количество ABCG2, причем в реализации действия эстрадиола принимают участие CAR и PXR, а тестостерона и прогестерона – FXR и PXR.

Ключевые слова

АBCG2, белок резистентности рака молочной железы, орфанные рецепторы, клеточная линия Сасо-2

Список литературы

Doyle L.A., Yang W., Abruzzo L.V., Krogmann T., Gao Y., Rishi A.K., Ross D.D. 1998. A multidrug resistance transporter from human MCF-7 breast cancer cells. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 95 (26), 15 665–15 670. https://doi.org/10.1073/pnas.95.26.15665
Khunweeraphong N., Stockner T., Kuchler K. 2017. The structure of the human ABC transporter ABCG2 reveals a novel mechanism for drug extrusion. Sci. Rep. 7 (1), 13767. https://doi.org/10.1038/s41598-017-11794-w
Rosenberg M.F., Bikadi Z., Chan J., Liu X., Ni Z., Cai X., Ford R.C., Mao Q. 2010. The human breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2) shows conformational changes with mitoxantrone. Structure. 18 (4), 482–493. https://doi.org/10.1016/j.str.2010.01.017
Ni Z., Bikadi Z., Rosenberg M.F., Mao Q. 2010. Structure and function of the human breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2). Cur. Drug Metabolism. 11 (7), 603–617. https://doi.org/10.2174/138920010792927325
Maliepaard M., Scheffer G.L., Faneyte I.F., van Gastelen M.A., Pijnenborg A.C., Schinkel A.H., van De Vijver M.J., Scheper R.J., Schellens J.H. 2001. Subcellular localization and distribution of the breast cancer resistance protein transporter in normal human tissues. Cancer Res. 61 (8), 3458–3464.
Natarajan K., Xie Y., Baer M.R., Ross D.D. 2012. Role of breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2) in cancer drug resistance. Biochem. Pharm. 83 (8), 1084–1103. https://doi.org/10.1016/j.bcp.2012.01.002
Stiburkova B., Pavelcova K., Zavada J., Petru L., Simek P., Cepek P., Pavlikova M., Matsuo H., Merriman T.R., Pavelka K. 2017. Functional non-synonymous variants of ABCG2 and gout risk. Rheumatology (Oxford). 56 (11), 1982–1992. https://doi.org/10.1093/rheumatology/kex295
Ee P.L., Kamalakaran S., Tonetti D., He X., Ross D.D., Beck W.T. 2004. Identification of a novel estrogen response element in the breast cancer resistance protein (ABCG2) gene. Cancer Res. 64 (4), 1247–1251. https://doi.org/10.1158/0008-5472.can-03-3583
Yasuda S., Kobayashi M., Itagaki S., Hirano T., Iseki K. 2009. Response of the ABCG2 promoter in T47D cells and BeWo cells to sex hormone treatment. Mol. Biol. Rep. 36 (7), 1889–1896. https://doi.org/10.1007/s11033-008-9395-0
Evseenko D.A., Paxton J.W., Keelan J.A. 2007. Independent regulation of apical and basolateral drug transporter expression and function in placental trophoblasts by cytokines, steroids, and growth factors. Drug Metab. Dispos. 35 (4), 595–601. https://doi.org/10.1124/dmd.106.011478
Wang H., Zhou L., Gupta A., Vethanayagam R.R., Zhang Y., Unadkat J.D., Mao Q. 2006. Regulation of BCRP/ABCG2 expression by progesterone and 17beta-estradiol in human placental BeWo cells. Amer. J. Physiol. Endocrinol. Metabol. 290 (5), 798–807. https://doi.org/10.1152/ajpendo.00397.2005
Wang H., Lee E.W., Zhou L., Leung P.C., Ross D.D., Unadkat J.D., Mao Q. 2008. Progesterone receptor (PR) isoforms PRA and PRB differentially regulate expression of the breast cancer resistance protein in human placental choriocarcinoma BeWo cells. Mol. Pharm. 73 (3), 845–854. https://doi.org/10.1124/mol.107.041087
Wu X., Zhang X., Sun L., Zhang H., Li L., Wang X., Li W., Su P., Hu J., Gao P., Zhou G. 2013. Progesterone negatively regulates BCRP in progesterone receptor- positive human breast cancer cells. Cell Physiol. Biochem. 32 (2), 344–354. https://doi.org/10.1159/000354442
Wu X., Zhang X., Zhang H., Su P., Li W., Li L., Wang Y., Liu W., Gao P., Zhou G. 2012. Progesterone receptor downregulates breast cancer resistance protein expression via binding to the progesterone response element in breast cancer. Cancer Sci. 103 (5), 959–967. https://doi.org/10.1111/j.1349-7006.2012.02245.x
Mazaira G.I., Zgajnar N.R., Lotufo C.M., Daneri-Becerra C., Sivils J.C., Soto O.B., Cox M.B., Galigniana M.D. 2018. The nuclear receptor field: A historical overview and future challenges. Nucl. Receptor Res. 5, 101320. https://doi.org/10.11131/2018/101320
Shi Y. 2007. Orphan nuclear receptors in drug discovery. Drug Discov. Today. 12 (11–12), 440–445. https://doi.org/10.1016/j.drudis.2007.04.006
Serviddio G., Bellanti F., Vendemiale G. 2014. Oxysterols in the orchestra of liver cell metabolism. Free Radic. Biol. Med. 1, S6. https://doi.org/10.1016/j.freeradbiomed.2014.10.838
Chiang J.Y.L., Ferrell J.M. 2022. Discovery of farnesoid X receptor and its role in bile acid metabolism. Mol. Cell Endocrinol. 548, 111618. https://doi.org/10.1016/j.mce.2022.111618
Krasowski M.D., Ni A., Hagey L.R., Ekins S. 2011. Evolution of promiscuous nuclear hormone receptors: LXR, FXR, VDR, PXR, and CAR. Mol. Cell Endocrinol. 334 (1–2), 39–48. https://doi.org/10.1016/j.mce.2010.06.016
Jin B., Wang W., Bai W., Zhang J., Wang K., Qin L. 2017. The effects of estradiol valerate and remifemin on liver lipid metabolism. Acta Histochem. 119 (6), 610–619. https://doi.org/10.1016/j.acthis.2017.06.004
Kawamoto T., Kakizak S., Yoshinari K., Negishi M. 2000. Estrogen activation of the nuclear orphan receptor CAR (constitutive active receptor) in induction of the mouse CYP2B10 gene. Mol. Endocrinol. 14, 1897–1905. https://doi.org/10.1210/mend.14.11.0547
Blumberg B., Sabbagh W., Juguilon H., Bolado J., van Meter C.M., Ong E.S., Evans R.M. 1998. SXR, a novel steroid and xenobiotic sensing nuclear receptor. Genes Dev. 12 (20), 3195–3205. https://doi.org/10.1101/gad.12.20.3195
Milona A., Owen B.M., Cobbold J.F., Willemsen E.C., Cox I.J., Boudjelal M., Cairns W., Schoonjans K., Taylor-Robinson S.D., Klomp L.W., Parker M.G., White R., van Mil S.W., Williamson C. 2010. Raised hepatic bile acid concentrations during pregnancy in mice are associated with reduced farnesoid X receptor function. Hepatology. 52 (4), 1341–1349. https://doi.org/10.1002/hep.23849
Wang S., Lai K., Moy F.J., Bhat A., Hartman H.B., Evans M.J. 2006. The nuclear hormone receptor farnesoid X receptor (FXR) is activated by androsterone. Endocrinology. 147 (9), 4025–4033. https://doi.org/10.1210/en.2005-1485
Hilgers A.R., Conradi R.A., Burton P.S. 1990. Caco-2 cell monolayers as a model for drug transport across the intestinal mucosa. Pharmac. Res. 7 (9), 902–910. https://doi.org/10.1023/A:1015937605100
Sim W.C., Kim D.G., Lee K.J., Choi Y.J., Choi Y.J., Shin K.J., Jun D.W., Park S.J., Park H.J., Kim J., Oh W.K., Lee B.H. 2015. Cinnamamides, novel liver X receptor antagonists that inhibit ligand-induced lipogenesis and fatty liver. J. Pharmacol. Exp. Ther. 355 (3), 362–369. https://doi.org/10.1124/jpet.115.226738
Cherian M.T., Lin W., Wu J., Chen T. 2015. CINPA1 is an inhibitor of constitutive androstane receptor that does not activate pregnane X receptor. Mol. Pharmacol. 87 (5), 878–889. https://doi.org/10.1124/mol.115.097782
Kota B.P., Tran V.H., Allen J., Bebawy M., Roufogalis B.D. 2010. Characterization of PXR mediated P-glycoprotein regulation in intestinal LS174T cells. Pharmacol. Res. 62 (5), 426–431. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2010.07.001
Sayin S.I., Wahlström A., Felin J., Jäntti S., Marschall H.U., Bamberg K., Angelin B., Hyötyläinen T., Orešič M., Bäckhed F. 2013. Gut microbiota regulates bile acid metabolism by reducing the levels of tauro-beta-muricholic acid, a naturally occurring FXR antagonist. Cell Metab. 17 (2), 225–235. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2013.01.003
Bradford M.M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem. 7 (72), 248–254. https://doi.org/10.1006/abio.1976.9999
Nakanishi T., Ross D.D. 2012. Breast cancer resistance protein (BCRP/ABCG2): Its role in multidrug resistance and regulation of its gene expression. Chin. J. Cancer. 31 (2), 73–99. https://doi.org/10.5732/cjc.011.10320
Wang H., Huang H., Li H., Teotico D.G., Sinz M., Baker S.D., Staudinger J., Kalpana G., Redinbo M.R., Mani S. 2007. Activated pregnenolone X-receptor is a target for ketoconazole and its analogs. Clin. Cancer Res. 13 (8), 2488–2495. https://doi.org/10.1158/1078-0432.CCR-06-1592
Campbell-Thompson M., Lynch I.J., Bhardwaj B. 2001. Expression of estrogen receptor (ER) subtypes and ERbeta isoforms in colon cancer. Cancer Res. 61 (2), 632–640.
Gu S., Papadopoulou N., Gehring E.M., Nasir O., Dimas K., Bhavsar S.K., Föller M., Alevizopoulos K., Lang F., Stournaras C. 2009. Functional membrane androgen receptors in colon tumors trigger pro-apoptotic responses in vitro and reduce drastically tumor incidence in vivo. Mol. Cancer. 8, 114. https://doi.org/10.1186/1476-4598-8-114
Mahbub A.A. 2022. Therapeutic strategies and potential actions of female sex steroid hormones and their receptors in colon cancer based on preclinical studies. Life (Basel). 12 (4), 605. https://doi.org/10.3390/life12040605
Herraez E., Gonzalez-Sanchez E., Vaquero J., Romero M.R., Serrano M.A., Marin J.J., Briz O. 2012. Cisplatin-induced chemoresistance in colon cancer cells involves FXR-dependent and FXR-independent up-regulation of ABC proteins. Mol. Pharm. 9 (9), 2565–2576. https://doi.org/10.1021/mp300178a